Советская молодежь и в первую очередь молодежь, обучающаяся в училищах и школах Министерства трудовых резервов, должна знать историю ремесла, историю тех орудий, с помощью которых создаются все материальные блага, без которых немыслима современная жизнь, историю станков, инструментов, механизмов, которыми оснащены наши прекрасные заводы, шахты и другие предприятия — детища сталинских пятилеток.
В 1947 году журнал «Знание — сила» в отделе «Старые ремесла и новая техника» опубликовал две статьи: «Рассказ о кузнечном молоте» и «История стеклодувной трубки».Этот отдел мы будем вести и дальше. В нем будет рассказываться о том, как с развитием человеческого общества возникли всевозможные производства и профессии, как они совершенствовались и видоизменялись по мере возникновения новых потребностей общества и как развитие техники усложняло профессии.
В очерках по истории ремесел будет показана тесная связь между советской наукой и техникой. Читатель узнает о возможностях дальнейшего развития отдельных отраслей промышленности и облегчения труда рабочих, которые сулит современная наука, всецело направленная в нашей великой социалистической стране на служение народу.
В ПОИСКАХ КАМНЯ
Сотни тысяч лет отделяют нас от того далекого, доисторического времени, когда грубо обработанные камни сделались орудиями труда и оружием в руках первобытного человека. Из кварца и других пород делались ударники, топоры, наконечники для копий и стрел. Каменными орудиями и оружием человек добывал себе пищу и защищался от диких зверей.
Постепенно накапливая опыт, человек научился не только лучше обрабатывать камень, но и находить более пригодные для изготовления орудий горные породы (кремень, доломит, яшму, нефрит и многие другие).
Сначала человек находил на земной поверхности необходимый ему камень случайно, обычно там, где камней много — около обрывистых речных и морских берегов, в оврагах и глубоких ущельях. Позднее приходилось уже искать нужный материал, а иногда и добывать его из меловых или других пород. Так постепенно уже в доисторические времена человек перешел к добыванию камня под землей.
Поиски и добыча необходимых каменных пород, их обработка — это и было зарождением горного дела.
Давно уже охотники, путешественники и ученые находили воронкообразные ямы, заросшие подчас могучими деревьями в два-три обхвата. Это значило, что ямы были выкопаны кем-то очень давно. Такие ямы, а иногда следы каменоломен были обнаружены у нас во многих районах Украины и Карелии, а также и в других странах. По остаткам различных каменных орудий, которые находили в ямах, было установлено, что эти ямы — не что иное, как первые горные выработки.
Еще в доисторические времена человек добывал камень, выкапывая ямы-каменоломни
Долго и настойчиво древние искатели камня долбили землю каменной кайлой или оленьим рогом, постепенно углубляясь все больше. Так появились колодцеобразные горные выработки, сначала трех-четырех, а затем шести-восьми метров глубиной, и выработки наподобие пещер — примитивные штольни.
Однако пригодные для изготовления изделий запасы каменных пород на поверхности земли или на небольшой глубине постепенно были исчерпаны, и тогда для жителей многих районов наступил настоящий «кремневый голод».
Кремнекопам приходилось уже вести поиски месторождений кремня в глубине земных недр. В ряде стран возникли кремневые шахты и подземная добыча кремня. Остатки таких шахт известны, например, в Бельгии, Франции и Англии.
В те отдаленнейшие времена, которые по имени главного материала для изготовления орудий называют обычно «каменным веком», на территории нашей Родины древние горняки добывали многие каменные породы. Красивый фиолетовый пирофиллитовый сланец добывался на Украине, в разных местах Волыни, особенно в районе г. Овруч; обсидиан — в горах Армении; нефрит — в Сибири и Средней Азии.
Со временем люди стали делать из камня не только орудия труда и оружие, но и свои жилища. Они научились выкладывать известняковыми плитами стенки землянок, делать каменные очаги, складывать из огромных камней места для жертвоприношений и религиозных обрядов.
В каменном веке человек познакомился и с полезными свойствами глин, научившись изготавливать из них разные сосуды. Начал он также понемногу добывать и использовать минеральные краски — охру, кобальт, лазурит. Из красивых кусочков яшм, халцедона, алебастра, сердолика, янтаря художники каменного века создавали примитивные украшения. Новое применение камня и глин послужило толчком для увеличения их добычи. Человек стал вкапываться в землю все глубже.
Наши далекие предки дробили добытую руду в каменных ступах
Древняя шахта представляла из себя колодезь с камнями-ступенями, по которым можно было спуститься и выбраться наружу
Шахта доисторического периода
Древние рудокопы пользовались «огневым способом» для добычи руды. Огонь накалял породу, которая потом под действием холодной воды, растрескивалась
МЕТАЛЛ В РУКАХ ЧЕЛОВЕКА
Трудно установить точно, когда и где человек впервые, наряду с камнем, начал применять металлы. Прежде всего, человек научился находить и добывать золото, медь, серебро и олово. Эти металлы либо встречаются в самородном состоянии, либо сравнительно легко выплавляются из руды в пламени костра.
Медные изделия, а позднее бронзовые, получаемые из сплава меди с оловом и другими металлами, так широко распространились и начали играть такую роль в изготовлении орудий труда и оружия, что весь этот период времени получил название сначала «медного», а затем «бронзового» века.
Многочисленные следы древних горных работ и плавок были найдены на Кавказе, Украине, Урале, Алтае, в Казахстане, Сибири, в смежных с СССР странах — Малой Азии, Иране, Афганистане, Китае, Индии и других. Эти находки говорят о том, что уже четыре-пять тысяч лет тому назад многие древние народы и племена добывали необходимые им металлы, в частности медь.
Еще недавно не знали точно, какие народы в нашей стране в древности добывали металл. Этих древних добытчиков металла называли одним общим неправильным названием — «чудскими племенами», а остатки всех древних разработок на территории нашей Родины — «чудскими копями». А так как. древние «чудские племена» были финского происхождения, то это дало основание некоторым буржуазным ученым утверждать, что зачинателями древнего горного и литейного дела на Кавказе, Урале, в Сибири были якобы древние финны.
Однако советские ученые твердо установили, что на территории СССР не одно, а многие племена — предки современных народов нашей необъятной Родины — уже в глубокой древности умели находить, добывать и обрабатывать медь, золото, олово и другие металлы.
Теперь уже доподлинно известно, что примерно две с половиной — три тысячи лет тому назад на Кавказе золото добывали сваны, предки теперешних сванов, населяющих Сванетию. Медь, золото, а возможно, и другие металлы добывали в Казахстане воинственные массагеты и другие племена.
Несколько тысяч лет назад добывали медную руду и в Заонежье, где недавно советские археологи обнаружили каменные кайлы и ложки для разливки в литейные формы небольших количеств расплавленного металла. По мнению некоторых археологов, литейное дело, а возможно, и добыча медной руды известны были и племенам, населявшим волго-окский район.
Древние рудокопы, разрабатывая месторождения, брали только богатые руды с глубины не больше чем 20—30 мет-ров. Углубляться дальше древним горнякам мешала обычно грунтовая вода, с которой бороться они не умели.
Таким образом, древние рудокопы как бы намечали многие ценные месторождения, оставляя почти нетронутыми скрывавшиеся в них огромные запасы ценных руд.
Позднее, в XVII и XVIII столетиях, по следам таких забытых горных работ были открыты в Забайкалье, на Алтае, Урале и в других районах многие ценные месторождения медных, золотых, серебряных и других руд.
В наше время, исследуя древние горные выработки, советские ученые открыли десятки месторождений, на которых уже пущены или строятся рудники и заводы для добычи меди, золота, ртути, олова.
В эпоху меди и бронзы для разработки глубоко залегающих твердостойких рудных жил были нужны новые, более совершенные способы, чем те, которые применялись для добычи камня.
Часто пользуясь огнем при выплавке металлов, человек научился применять действие огня и при добыче руд. В конце выработки, пройденной с помощью бронзовых клиньев, кайл и каменных молотков, древние рудокопы раскладывали костер около рудной жилы. Огонь накаливал породы, которые после поливки холодной водой растрескивались и делались более доступными для разработки кайлой. Следы огневого способа добычи руд найдены на древних золотых и оловянных рудниках Казахстана, разрабатывавшихся в эпоху меди-бронзы.
Далекие предки современных рудокопов золотую руду сортировали, отбирая пустую породу и разбивая большие куски руды каменными молотами. После этого ее дробили в каменных ступах, а затем истирали на каменных плитах при помощи каменных пестов и терок.
Интересно, что такие примитивные ступы для дробления золотосодержащих руд применяют и в настоящее время в колониальных странах, находящихся во владении Соединенных Штатов Америки, Великобритании и других капиталистических государств, не заинтересованных в создании нормальных условий труда для порабощенных ими народов.
ГРАНДИОЗНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО ДРЕВНОСТИ
ДОБЫЧА меди и бронзы и изготовление металлических орудий не вытеснили камня из обихода человека. Камень добывали теперь более совершенными орудиями труда в еще больших размерах для строительства различных сооружений, изготовления жерновов и других целей. А это привело к дальнейшему совершенствованию горного дела.
Особенно сильно расширились каменоломные работы четыре-пять тысяч лет назад в Египте. Стремясь оставить в веках память о своем могуществе и славе, египетские фараоны начали воздвигать себе огромные пирамиды — гробницы. Эти сооружения из белого известняка или песчаника сохранились до наших дней. Крупнейшее из них — пирамида Хеопса — достигает высоты в 146,6 метра. Она сложена более чем из двух миллионов каменных блоков, весом по 2 тонны каждый.
Но для постройки таких пирамид требовалось огромное количество строительного материала. Теперь уже для добычи камня нельзя было обойтись неглубокими ямами.
В XVI веке горняки работали в неглубоких, тускло освещенных шахтах. Вентиляции не было. Уголь подавался на поверхность с помощью обыкновенного ворота с бадьей.
Хорошо сохранившиеся остатки подземных каменоломен в Египте помогли нам узнать, как велись в древности горные работы. В каменоломнях на тяжелых работах обычно трудились рабы. Вначале они разыскивали мощный пласт известняка или другой породы. Затем каменными, а позднее бронзовыми и железными кайлами выдалбливали в породе пещеру. Чтобы вырубить из массива известняка большие глыбы, рабы, разместившись на высоких подмостках, проделывали в породе под самой кровлей пещеры с помощью железных и бронзовых клиньев горизонтальный вруб — узкую щель. Иногда горная порода оказывалась очень твердой и не подавалась ударам кайлы. Тогда горняки вооружались металлическими долотьями и каменными молотками.
Такие же щели проделывались по бокам и внизу массива. Закончив этот тяжелый труд, рабы, подгоняемые надсмотрщиками, забивали в щели деревянные клинья и поливали их водой. Мокрое дерево разбухало и, расширяясь, откалывало большую глыбу камня. Вес глыб достигал нескольких десятков тони. Целая армия рабов волокла их к месту строительства пирамиды. Сооружение пирамиды Хеопса длилось двадцать лет. Десять лет заняло проведение дороги, по которой доставлялись камни.
В эпоху строительства египетских пирамид появились уже более совершенные орудия труда, изготовленные из железа. С появлением этого металла на смену бронзовому веку пришел век железа.
Человек впервые применил железо в очень отдаленные времена. Наиболее древняя из обнаруженных печей для выплавки железа построена более трех тысяч лет назад.
Три тысячи с лишним лет назад в местности Шохдок-Карадаг, в пределах солнечной Армении, был открыт нашими предками способ получения сварного железа из руды и метод поверхностной закалки, повышающей твердость металла.
Это дало возможность выделывать из железа орудия особенной твердости и остроты, каких не могли дать ни камни, ни ранее открытые металлы.
В ПОИСКАХ ЖЕЛЕЗА И УГЛЯ
Новый металл быстро завоевал известность у народов многих стран, из него стали изготавливать оружие и различные орудия для развивающихся ремесел. Появление железа подняло человеческую культуру на новую ступень и, в свою очередь, привело к дальнейшему развитию горного дела.
Вначале железную руду добывали открытым способом в тех местах, где рудные жилы выходили на поверхность. Но затем горняки стали углубляться в землю. Это произошло после того, как увеличившаяся потребность в железе вызвала к жизни новые усовершенствования в методах выплавки его.
Долгое время в горн, где плавилось железо, воздух вдувался примитивными ручными мехами. В XIV веке были изобретены кузнечные меха, приводившиеся в действие водяными колесами. Старые, ручные меха уступили место более совершенным и производительным.
Нории — один из первых механизмов для подъема воды из шахты.
Новый способ вдувания воздуха в горн сразу позволил увеличить количество выплавляемого железа. Потребовалось больше руды и древесного, а затем каменного угля, который к этому времени стал уже необходимым сырьем в зародившейся металлургии.
Вот тогда-то горняки и начали строить шахты для использования глубоко залегавших рудных жил и уголь-пых пластов. Появились шахты глубиною до 120 метров. Рабочие спускались в шахты и поднимались на поверхность по лестницам, которые устанавливали на распорках, вделанных в стенки шахты. Спуск и подъем были настолько трудным делом, что иногда рабочие неделями и месяцами жили под землей. Такие поистине каторжные условия труда были обычным явлением в Англии и в других странах даже в XVIII веке.
ДРЕВНИЕ ГОРНЯКИ НАШЕЙ РОДИНЫ
Новый этап развития горного цела — добыча медных, железных, серебряных и других руд — на территории СССР начался в эпоху раннего Средневековья. Своего расцвета горные промыслы и металлургия достигли в VIII—X столетиях в Средней Азии и в VII—X столетиях в бассейне верхнего течения Енисея, в Минусинском районе.
Горняки Средней Азии проходили уже довольно глубокие шахты — до 100 метров — и длинные штольни. Например, штольня в Бабакане достигала 150 метров длины. Работы здесь велись огневым способом, при помощи железных кайл и клиньев, каменных и железных молотов и кувалд. Рудники освещались глиняными светильниками — чирагами, в которые наливали животные жиры или нефть. Железные, медные и серебряные руды в большинстве случаев плавились в небольших плавильных печах на самих рудниках или вблизи от них. Золотосодержащие руды измельчались на каменных жерновах — бегунах.
В Средней Азии, кроме того, добывали минерально-строительные материалы — камень, кирпичные глины, жерновой камень, соль, нефть, бирюзу, лазурит и другие полезные ископаемые.
В 1929 году при раскопках могильных курганов в бассейне Верхнего Енисея археологи нашли вместе с железными вещами чашки, кольца, пластинки, сделанные из чистого олова. Геологи открыли здесь по следам древних горных работ железные, медные и золотые месторождения
В XVII веке шахта стала глубже. Улучшилось крепление. Увеличившаяся добыча угля потребовала первой механизации откатки добытой породы. В шахте появились тачка и вагонетка. Но все работы велись по-прежнему вручную.
На Кавказе, Украине, в волго-окском районе и новгородских землях в X—XV столетиях значительно развились добыча железных и медных руд, выплавка кричного железа в горнах, кузнечное и литейное дело.
В 1491 году были открыты и начали разрабатываться в Печорском крае на р. Цыльме медные рудники, от которых сохранились огромные, заваленные деревьями ямы.
Быстрый рост городского каменного строительства в древней Руси в XIV и XV веках, сооружение каменных крепостных стен Московского, Нов-юродского и других кремлей требо¬вали расширения добычи каменных пород. Особенно широкие масштабы добыча «белого камня» приобрела в подмосковных мячковских, протопоповских и других каменоломнях. Замечательный пирофиллитовый сланец, шедший на орнаментные украшения (мозаичные полы, карнизы, канители, резьба), добывался в нескольких каменоломнях Овручского района на Волыни, а пестрые мраморы — в Тавриде.
В XVII столетии открылись первые русские медные и железные рудники на Урале.
К этому времени русское горное дело широко распространилось на восток, захватив Урал, Алтай, Забайкалье и другие районы, и приобрело значительные масштабы. Русское государство начало даже вывозить металлы, в частности медь, в другие страны.
ПОРОХ В ШАХТЕ
Но горные работы во всех странах были еще очень примитивны. Достаточно сказать, что огневой способ добычи руды оставался единственным до конца XVII века.
Только с развитием и техническим усовершенствованием металлургии горняки получили новые орудия труда. Металлургическая промышленность была заинтересована в строительстве более глубоких шахт, которые могли бы снабдить ее достаточным количеством угля, железа и других полезных ископаемых. С появлением новых орудий и большим углублением шахт изменились и способы добычи подземных богатств.
В глубоких местах рудников стало невозможным применять огневой способ, потому что там застаивались дым и ядовитые газы, получающиеся при горении костров. Горняки все чаще отказывались здесь работать.
Только открытие нового способа разработки могло увеличить производительность шахт и облегчить труд подземных рабочих. Таким способом оказалось применение взрывчатых веществ.
Порох для огнестрельного оружия употреблялся еще в начале XIV века, но использование его для взрывных работ в горном деле запоздало на три столетия.
Все глубже в землю уходили горизонты угольной шахты. Росла выработка, увеличивалось количество рабочих, но и в XVIII веке методы добычи оставались, как и прежде, крайне примитивными.
На первых порах опыты применения взрывчатки в горном деле были неудачны. Горняки не знали еще, как управлять силой пороховых газов. Заряды закладывались в открытые с одного конца отверстия — шпуры, пробуренные в породе. При сгорании пороха в открытом отверстии часть энергии взрыва расходовалась бесполезно. Потребовалось еще несколько десятков лет, прежде чем научились заделывать отверстия шпуров глиняной пробкой — пыжом. Глиняный пыж помог полностью использовать энергию газов, образующихся при взрыве пороха. Однако дым от сгорающего пороха загрязнял рудничный воздух. Поэтому ученые и инженеры стали искать новые — бездымные — взрывчатые вещества. Первым из них оказался нитроглицерин, вернее — динамит, который получается смешением нитроглицерина с пористыми веществами. Изобретение динамита дало человеку новое, еще более мощное средство для добычи полезных ископаемых.
Обычно применение нитроглицерина в качестве взрывчатки связывают с именем шведского инженера-самоучки А. Нобеля. Но это не так. В 1853 году знаменитый русский ученый академик Н. Н. Зинин работал над применением нитроглицерина. Нобель был в России и познакомился с работами Зинина. И только после этого, в 1862 году, Нобель построил первую фабрику для изготовления нитроглицерина для военных целей. В дальнейшем почти все вновь открываемые взрывчатые вещества находили применение и в горном деле.
ВОДА — ВРАГ РУДОКОПА
Под землей человеку почти всегда приходилось бороться с водой, заливающей сорные выработки. Еще в древнем Египте воду поднимали из шахты в небольших кожаных сосудах, привязанных к веревке.
Но чем глубже становились шахты, тем сложнее было бороться с грунтовыми водами. Чтобы представить себе, какое громадное количество воды просачивается в рудники и шахты, достаточно сказать, что водой, выкачанной в течение года из одной шахты, можно было бы наполнить вереницу ведер, поставленных в ряд примерно от Москвы до Крыма. Извлечь столько воды из глубокого рудника ведром с веревкой невозможно. И горнякам все чаще приходилось работать в мокрой одежде, стоя в журчащих под ногами холодных подземных ручьях. Это был тяжелый, изнурительный труд. Только нужда заставляла людей спускаться в шахту.
В последние годы XVII столетия изобретатели начали работать над созданием водоотливных установок с применением силы пара. Первые машины были очень несовершенны. Но даже примитивная, на наш взгляд, паровая машина, делавшая всего 10 подъемов в минуту, выкачивала такое количество воды, для удаления которой прежде требовалось 50 лошадей и в шесть раз больше расходов на оборудование. Однако лишь после работ знаменитого русского изобретателя И. И. Ползунова, англичанина Джемса Уатта и других паровой двигатель был усовершенствован настолько, что стало возможным наконец перейти к разработке полезных ископаемых на большой глубине, не опасаясь затопления грунтовыми водами.
На смену кайлу и обушку пришли бур и отбойный молоток
Но чем глубже строили шахтовладельцы свои шахты, тем больше падала производительность труда рабочих, заливаемых грунтовыми водами. Необходимость вновь поднять выработку шахтеров заставила конструкторов изобретать различные водоотливные механизмы и машины.
В шахтах появились первые механизмы — нории. Эти механизмы представляли собою бесконечную цепь, на которой закреплялись чашечные черпаки. При движении цепи черпаки захватывали и поднимали воду на поверхность.
Нории приводились в движение человеком, который наподобие белки бегал в колесе со спицами. Такие приспособления поднимали воду с глубины всего до 20 метров. В дальнейшем для подъема воды нориями стали использовать силу животных. И все же это были очень несовершенные водоотливные механизмы. Только поршневой насос, примененный позднее в шахтах, позволил горнякам проникнуть еще глубже к мощным рудным жилам и угольным пластам.
Но для того чтобы насос смог откачивать воду быстро и с большой глубины, необходим был удобный и достаточно мощный двигатель. Ни водяные колеса, ни сила животных здесь уже не годились.
БОРЬБА С ВЗРЫВОМ РУДНИЧНОГО ГАЗА
В конце февраля 1732 года мощные подземные удары, донесшиеся с рудника св. Гильды в Англии, взволновали местных жителей. Показавшиеся спустя некоторое время клубы дыма из шахты подтвердили предположение о катастрофе: произошел взрыв рудничного газа. Жены, родители и дети находящихся в руднике рабочих собрались у шахты. Двенадцать храбрецов спустились под землю, чтобы попытаться спасти своих товарищей. Они добрались до горящего каменного угля и вытащили девятнадцать шахтеров. Однако больше двадцати несчастных остались в руднике и погибли.
Такие взрывы в старых шахтах происходили часто. При разработке полезных ископаемых, особенно каменноугольных пластов, выделяется рудничный газ. Вместе с воздухом рудничный газ образует взрывчатую смесь и .может взорваться от малейшей искры. Но даже при отсутствии в воздухе рудничного газа взорваться может также и мельчайшая угольная пыль. Поэтому в шахте нельзя допускать открытого огня.
Взрывы газа и пыли часто происходили в Англии и Бельгии в XVII и XVIII веках, особенно когда в этих странах перешли к разработке глубоко залегающих пластов. Надо было найти средство борьбы с этим страшным явлением.
Между 1730 и 1750 годами в английских шахтах свечи и факелы были заменены так называемым «вертушечным огнивом». При соприкосновении быстро вращающегося стального колеса с кремнем получали сноп искр, который и заменял пламя свечи или факела. Сноп искр вертушечного огнива в то время почему-то считали неопасным. Конечно, в действительности такое освещение не могло оградить рабочих от взрыва рудничного газа.
В 1815 году английский химик Дэви изобрел предохранительную лампу, положившую начало взрывобезопасности работ в рудниках.
Всем известно, что металлы легко нагреваются, то есть легко отнимают теплоту от горячих предметов, и так же легко охлаждаются, теряя полученную теплоту. Дэви воспользовался этим свойством металлов для устройства предохранительной лампы. Окружив пламя лампы тонкой металлической сеткой, он изолировал происходящие внутри лампы взрывы рудничного газа от окружающего воздуха. Эти беспрерывные легкие взрывы не распространялись дальше, потому что металлическая сетка тотчас же отнимала весь жар у горючих газов.
В дальнейшем первая предохранительная лампа Дэви была усовершенствована. Ею стали не только освещать выработки, но и определять в них присутствие рудничного газа. Уменьшив пламя лампы, ее осторожно поднимают к кровле выработки, где обычно скапливается легкий газ. В присутствии газа вокруг пламени образуется голубой ореол. По величине и блеску его судят о количестве газа.
Но изобретение безопасной лампочки в условиях капиталистического строя не улучшило условий работы горняков, потому что шахтовладельцы перестали заботиться о проветривании горных выработок. В некоторых забоях — местах, где непосредственно добываются уголь и руда — температура воздуха доходила до тридцати четырех градусов тепла. В такой жаре шахтер мог работать не больше двадцати минут. И лишь когда шахтовладельцы поняли, что при этих условиях рабочие не смогут дать много угля или руды, а от этого шахта станет малоприбыльным предприятием, они решились расходовать деньги на организацию проветривания горных выработок.
Чтобы создать ток воздуха под землей, пробовали пробивать не один, а два ствола шахты. Но и это не помогло. Правильный путь был открыт русской горной техникой.
В 1898 году на шахту «Иван» в Донбассе приехал новый заведующий — молодой горный инженер Б. И. Бокий. Через несколько дней на шахте произошел взрыв газа. Для некоторых людей это могло бы быть причиной разочарования в выбранной специальности. Но не таков был инженер Бокий. Из трагического события он сделал один вывод — надо, не жалея сил и энергии, искать пути предотвращения подобных катастроф, надо сделать это, опираясь на достижения науки. Изучая причины взрыва на шахте «Иван», Бокий первый пришел к идее проветривания выработок с помощью нескольких одновременно действующих вентиляторов. Предложение русского инженера позволило значительно облегчить труд шахтера.
НАУКА В ОСНОВЕ РАБОТЫ
Во второй половине XIX века техника шагнула далеко вперед. Горная и металлургическая промышленность приобрела теперь особое значение. Металл и уголь — основа всей техники. Строительство фабрик, заводов, железных дорог требовало огромного количеств» железа и угля.
Началась проходка шахт глубиной 200—300 метров. Стали применять более совершенный метод проходки шахт — бурение. Родиной техники бурения шахт в слабых породах в Европе является древняя Русь, где еще в XI веке проводилось бурение своеобразных шахт для добычи соляного раствора. Западная же Европа в применении буровой техники отстала от нас на несколько сотен лет.
Лежа на спине, сидя в тесном забое, приходилось рубить уголь шахтеру еще совсем недавно. Ползком, таща за собою санки с добытым углем, медленно продвигались «саночники». В шахте было темно и сыро, не хватало воздуха. И все это было меньше чем 100 лет назад
Углубляясь в недра все больше, человек вынужден был надежно закреплять горные выработки. Выбор способа крепления и материала, из которого оно делается, во многом зависит от величины давления горных пород.
Во второй половине XIX века думали, что на крепление подземных выработок оказывает давление весь массив породы от поверхности земли до выработки. Но в этом случае давление пород на крепь должно было бы возрастать соответственно глубине залегания выработок. В действительности же этого в большинстве случаев нет.
В 1895 году русский горный инженер Кржижановский впервые высказал предположение, что давление горных пород значительно меньше, чем вес всего массива. Поэтому нет смысла рассчитывать деревянное крепление подземных выработок на давление всей толщи вышележащих пород.
В 1908 году профессор бывшего Екатеринославского (ныне Днепропетровского) горного института М. М. Протодьяконов научно разработал способ вычислять горное давление. Это дало возможность выбирать крепление горных выработок необходимой прочности. Своими исследованиями профессор Протодьяконов предвосхитил многие позднейшие исследования иностранных ученых.
Благодаря этим открытиям работать в шахтах стало менее опасно, горняки смогли уйти еще глубже в землю. Постепенно в горных выработках деревянное крепление стали заменять металлическим — еще более надежным. После того как был изобретен искусственный водостойкий цемент, стволы и штреки шахт, проходящие через водоносные породы, начали обмуровывать камнем. Позднее появился новый крепежный материал — железобетон.
Спустя почти сто лет после изобретения паровой машины появились электродвигатели. Паровые машины и другие механические двигатели стали повсюду заменяться электрическими. Электричество начало проникать и в шахты.
В наши дни электрические моторы поднимают шахтные клети, приводят в действие насосы, вентиляторы. Бурение шпуров для зарядов взрывчатки производится электрическими бурами, а заряды взрывают при помощи электрических запальных машинок. Применение переносных аккумуляторных электрических ламп окончательно решило проблему удобного и безопасного освещения под землей.
Использование электричества под землей позволило сделать шахту передовым механизированным предприятием.
Современная шахта — огромный подземный комбинат. Проходка новых штреков ведется специальными, высокопроизводительными, проходочными комбайнами. Поезда груженных вагонеток подают уголь к вместительным ковшам-скипам, которые автоматически разгружаются на поверхности земли в железнодорожные бункеры. Сияют электрические лампы, по блестящим рельсам стремительно мчатся электровозы.Стальные зубы врубовых машин подрезают мощные угольные пласты. Пулеметными очередями трещат пневматические отбойные молотки. Шелестят ленты транспортеров, подающих уголь к вагонеткам. Работает угольный комбайн. В огромных лифтах спускаются на работу шахтеры. А на поверхности земли разместились компрессорные и электрические станции, мощные воздуходувки, обогатительные фабрики, шахтные подъемники, железнодорожные пути
У НИХ И У НАС
В капиталистических странах шахтовладельцы не заинтересованы в применении машин и механизмов для облегчения труда горняков. Жестокая эксплуатация рабочих капиталистами дает им возможность получать высокие прибыли и без больших затрат на приобретение машин. Этим объясняется, что и сейчас еще, например, в Англии около одной трети всего угля добывается ручным способом.
И неудивительно, что при таком отсталом способе горных работ в наш век техники зимой прошлого года добыча угля в Англии сократилась настолько, что там остановились мно¬гие электростанции и заводы из-за недостатка топлива.
Равнодушие к условиям труда рабочих, пренебрежение техникой безопасности — общее явление для стран капитализма. В шахтах кичащихся своей техникой Соединенных Штатов Америки недавно произошел ряд крупнейших, сопровождавшихся большими жертвами катастроф, вызванных тем, что и в этой капиталистической стране механизация труда шахтера и техника безопасности сильно отстали.
И только в нашей социалистической стране за годы сталинских пятилеток труд шахтера перестал быть тяжелым и опасным. У нас использованы все многовековые достижения науки и техники в области усовершенствования горного дела. В наших шахтах и рудниках работают самые совершенные машины и механизмы. Тысячи ученых и инженеров научно-исследовательских институтов и конструкторских бюро заняты созданием новых машин и разработкой лучших методов работы. Советское государство не останавливается перед затратами, связанными с заменой в шахтах устаревшего оборудования более совершенным.
Вспомним, что могучее стахановское движение, охватившее сейчас миллионы советских тружеников, зародилось именно в шахте. Донецкий забойщик Алексей Стаханов, по-новому организовав свой труд в забое, сумел настолько полно использовать механизмы, работающие в шахте, что во много раз перевыполнил свою норму. Советские горняки стали зачинателями более совершенной организации труда и более умелого использования передовой техники.
Недаром среди славной плеяды сталинских лауреатов насчитывается около 200 горняков. А это, в свою очередь, толкнуло наших ученых и инженеров на разработку еще более совершенных механизмов и машин для добычи полезных ископаемых. И теперь советские шахты оснащены лучшими в мире мощными отбойными молотками, врубовыми машинами, угольными комбайнами и многими другими орудиями передовой техники, которые необычайно облегчили труд советских горняков, сделав его безопасным и высокопроизводительным.
ПУТЕШЕСТВИЕ ПОД ЗЕМЛЮ
Проделаем небольшой путь в одну из шахт Донбасса, посмотрим, как сейчас добывается уголь под землей и какой путь он проходит, пока попадает в топку парового котла электростанции или паровоза.
… Вот шахтная ламповая. Всякий, кто идет в шахту — рабочий, мастер, инженер, — получает здесь совершенно безопасную аккумуляторную электрическую лампу, чтобы осветить свой путь и место работы под землей.
Высоко над устьем ствола шахты поднялся копер — металлическая конструкция, на которой укреплены большие шкивы. По ним скользит канат подъемной клети.
Мы в надшахтном здании вспомогательного вентиляционного ствола. Вот из мрака вынырнула клеть, с грохотом отошла решетка, пропуская группу людей. Это поднялись на-гора окончившие работу шахтеры.
Мы входим в клеть. Закрылась ее тяжелая железная дверь, машинист включил мотор. Толстые стальные канаты, на которых подвешена клеть, начинают бесшумно скользить по большим шкивам. Все быстрее и быстрее движется клеть, и темнота подземных выработок скрывает нас. Замедляя ход, клеть останавливается на нижнем горизонте. Мы входим на подземный рудничный двор.
Перед нами вырисовываются широкие и высокие выработки. Их стены и кровля скованы прочным железобетоном.
В стороне от ствола внизу виднеется низкая, темная выработка — водосборник. Мутная холодная подземная вода из всех уголков шахты стекает сюда по канавкам. Мощные насосы гонят по трубам на поверхность земли тысячи кубометров этой воды.
Мы идем по вентиляционному штреку. Здесь нет большого движения, лишь изредка позади нас мигнет свет электровоза, везущего вагонетки с лесом. Откуда-то спереди доносится гул. Вскоре можно различить шум моторов. Мы подходим к лаве. Лава — это место, где производится добыча угля. В далекое прошлое ушли обушок и кайла, которыми наши шахтеры прежде рубили уголь. В советских шахтах врубовые машины й угольные комбайны заменили труд забойщиков.
Комбайн движется вдоль забоя лавы. Своими режущими цепями машина подрубает и отваливает глыбы и куски угля. Крупные блестящие куски угля сразу попадают на движущийся скребковый транспортер, уносящий их к нижнему, откаточному штреку.
На месте, где был массив угля, пусто. Выработанное пространство следом за комбайном крепится надежными металлическими стойками. Оставим крепильщиков за их работой и последуем за углем, только что ушедшим по скребковому транспортеру. На нижнем, откаточном штреке — множество вагонеток. Уголь с транспортера попадает прямо в вагонетку. Электровоз подтягивает свой поезд, и под транспортер становятся все новые и новые вагонетки.
Но вот весь поезд загружен. Электровоз доставляет вагонетку к стволу шахты на рудничный двор. Здесь каждая вагонетка автоматически разгружает свой уголь. Укрепленный на пути вагонетки рычаг открывает ее раздвижное дно, и уголь высыпается вниз в особый приемник — бункер.
Современные шахты оборудованы скипами — большими металлическими ящиками, поднимающимися и опускающимися по стволу на канатах. В них подается на поверхность уголь или руда. Скип может принять сразу 6 и даже 10 и 12 тонн добытого ископаемого.
На поверхности уголь идет по широким ленточным транспортерам к обогатительной фабрике и затем к железнодорожным вагонам.
На некоторых шахтах уголь добывается иначе — с помощью воды. Струя воды под высоким давлением, в 25—35 атмосфер, разрушает горный массив и смывает уголь по особым желобам и штрекам. Отсюда мощные насосы поднимают его вместе с водой на поверхность.
Монтаж врубовой машины
- Источник — журнал «Знание-сила!», №1 за 1948 год.
- Автор — горный инженер С.В. Шухардин.
- Рисунки — Н. Смольянинова.
